一、洪水预报系统边界
防汛抗旱综合数据库
实时雨水情信息历史特征值信息水利工程特征参数
防洪调度系统水利工程调度成果主要河段调度成果
洪水预报系统软件平台洪水预报成果
数据汇集平台
预报成果共享
洪水预报系统边界
预报方案建设
模型方法库建设
天气雷达应用系统区域定量降水估算产品
二、洪水预报系统流程分析
不同工程运用方式模拟
不同调度方案对比
不同降雨模式预报模拟
预报效益评估
历史暴雨过程预报模拟
数值降雨风险评估
历史洪水对比分析
多成果优选
专家交互修正
抗暴雨能力预测
水资源预测
水位、流量关系转换
实时作业洪水预报
计算土湿等状态变量
整理提取历史数据
等时段化、归档
纠错、缺测插补
预报数据处理综合计算分析 洪水模拟
预测预报计算
防洪调度、会商、决策
要素计算
洪水预报业务流程图
三、预报方案编制业务流程
预报方案编制从业务内容上分为预报模型选择、预报方案编制和方案参数率定三个阶段，这三个阶段涵盖了预报方案的全部业务工作内容。预报方案构建子系统业务流程：
否是
否是
模型选择参数率定
方案定制
基础资料整理
暴
雨
洪
水
特
点
分
析
预
报
模
型
选
择
是
否
适
用
？
模
型
软
件
开
发
预
报
方
案
定
义
预
报
方
案
属
性
设
置
历
史
资
料
收
集
入
库
历
史
资
料
分
析
处
理
预
报
模
型
选
择
是
否
最
优
？
保
存
最
优
参
数
预报方案编制业务流程图
预报模型选择阶段的工作内容主要包括基础资料收集整理、暴雨洪水特点分
析、预报模型选择（模型适应性分析）、模型软件开发和预报方案定制等。
预报方案编制阶段的工作内容主要包括方案定义（预报方案的类型、输入、所使用的模型、预报方案的输出等）和方案属性设置（预报站码、时间步长、预热期、预见期等）。
方案参数率定阶段的工作内容主要包括历史资料收集入库、历史资料分析处理、模型参数率定等。模型参数率定的方法分为人工试算和自动优选两种。在实际操作过程中两者需结合使用。
四、预报模型和方法选择
短期洪水预报有三种基本类型，一是河段洪水预报，二是流域降雨径流预报，三是以上两者的集合。
河段洪水预报：根据河段上断面的水位或流量，推求下断面的水位或流量。
降雨径流预报：根据流域上一场降雨，推求流域出口断面流量过程线，称为流域降水径流预报。
4.7洪水预报系统 综合考虑招标书中的需求，我们推荐使用“中国洪水预报系统”作为本项目中的洪水预报软件。“中国洪水预报系统”是在财政部和国家防办的支持下，由水利部水利信息中心联合国内其他单位研制开发的洪水预报软件。系统结合我国的实际情况，基于统一的实时水情数据库、预报专用数据库和客户/服务器环境，采用规范、标准、先进的软硬件环境及模块化、开放性结构，建立常用预报模型和方法库，能方便地加入新的预报模型，快速地构造多种类的预报方案，具有人工试错和自动优选相耦合的模型率定系统，可用图形和表格方式干预任何过程的实时交互预报系统，提供通用的数据预处理模块和常用的实用模块，以及完整的预报系统管理功能。系统具有通用性强、功能全面、操作简便等特点，完全可以满足招标书中关于洪水预报软件的要求。 4.7.1洪水预报关键技术 要建设方便实用，预报精度满足要求的洪水预报系统，我们认为需要解决以下关键技术： 1)预报模型库的建立 预报模型是预报系统的核心，预报系统各模块均是围绕预报模型而开发，通用的洪水预报系统必具有通用的预报模型库，目前在实时洪水预报方面，比较实用的是确定性概念模型，按照模拟的对象不同可分为河道汇流模型、流域产流模型、流域汇流模型、经验模型等。 预报模型库要解决以下问题：一是通用的预报模型库标准数据接口。模型所需数据包括输入数据、输出数据、模型参数、模型状态等，不同种类模型需要不同种类数据，能否设计提出一通用的标准数据接口是建立预报模型库的关键；二是预报模型库的管理，主要是预报模型的调用、运行，以及修改和删除等功能；三是用户可任意在预报模型库中增加所开发的模型，即预报模型库具有很强的扩展性。 2)预报方案的构建
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2019, 8(1), 24-32 Published Online February 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7a908735.html,/journal/jwrr https://https://www.doczj.com/doc/7a908735.html,/10.12677/jwrr.2019.81003 Application of the Long Short-Term Memory Networks for Flood Forecast Jiong Guo1, Yanjun Zhang1*, Junbo Wang1, Zhengying Yuan2, Jinjin Wu1, Wenxun Dong1, Sumiao Wang1 1State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei 2Hydrology Bureau of Changjiang Water Resources Commission of the Ministry of Water Resources, Wuhan Hubei Received: Feb. 2nd, 2019; accepted: Feb. 17th, 2019; published: Feb. 25th, 2019 Abstract Flood forecasting is difficult in mountain watershed because precipitation data is scarce and hard to reflect spatial heterogeneity. To improve the accuracy of flood forecasting in mountain watershed, long short-term memory model (LSTM) and Xin’anjiang model are used to simulate flood in Guanshan river watershed. The results show that the Nash efficiency coefficient of verification period in the tra-ditional hydrological model is 0.55, while that in the LSTM is 0.7 with daily data from 1975 to 1987. LSTM can greatly improve the hydrological simulation and forecast effect in the areas lacking precipi-tation data. Keywords Long Short-Term Memory (LSTM), Flood Forecast 长短期记忆模型在小流域洪水预报上的应用研究 郭炅1，张艳军1*，王俊勃1，袁正颖2，吴金津1，董文逊1，王素描1 1武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 2长江水利委员会水文局，湖北武汉 收稿日期：2019年2月2日；录用日期：2019年2月17日；发布日期：2019年2月25日 摘要 在山区小流域，降水资料稀缺，且难以反应其降水的空间异质性，使得仅依靠降水资料进行洪水预报十分困难。作者简介：郭炅(1993-)，男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要从事水文水资源方面研究。 *通讯作者。
第9章 实用洪水预报方法 9.1 河段洪水预报 9.1.1 相应水位（流量）预报 相应水位(流量)预报是根据天然河道里洪水波运动原理，分析洪水波在运动过程中，波的任一位相水位(相当于水位过程线上任一时刻的水位)自上站传播到下站时的相应水位及其传播速度的变化规律，即研究河段上下游断面相应水位间和水位与传播速度之间的定量规律，建立相应水位间和关系，据此进行预报的一种简便方法。 9.1.1.1 无支流河段的水位（流量）预报 （1） 基本原理 在恒定流水面上，由于外来原因，例如暴雨径流，水电站运行，闸坝放水等，突然被注入一定水量，则原来恒定流水面便因此受到干扰而形成一种不稳定波动，这就是洪水波。 洪水波的特征可用附加比降、位相、相应流量(水位)、波速等物理量来描写。天然棱柱形河道里洪水波运动是一种渐变非恒定流。当洪水波沿河道自上游向下游演进时，由于存在着附加比降，引起不断变形，表现为两种形态：即洪水波的推移和坦化，且在传进过程中连续地同时发生。洪水波的演进，引起河道断面水位的涨落变化：波前阶段经过断面时水位不断上升，而波后阶段经过断面时，水位则下降。河道断面边界条件的影响则是固定的。例如当河段内有开阔滩地，到某一高水位即行漫滩，洪水波加剧坦化，波高明显衰减，致使下站洪峰水位降低，洪水历时增长。如果下游比上游断面狭窄时，则受壅水作用，使下游断面的波高比上游的增大。此外，区间来水、回水顶托及分洪溃口等外界因素。有时对洪水波变形也有很大的影响。 相应水位是指河段上、下站同位相的水位。相应水位(流量)预报，简要地说就是用某时刻上站的水位(流量)预报一定时间(如传播时间)后下站的水位(流量)。 在天然河道里，当外界条件不变时，水位的变化总是由于流量的变化所引起的，相应水位的实质是相应流量，所以研究河道水位的变化规律，就应当研究河道中形成这个水位的流量的变化规律。 设在某一不太长的河段中，上、下站间距为L，t 时刻上站流量为,,m u t Q ,经过传播时间τ后，下站流量为,,m l t Q τ+，若无旁侧入流，上、下站相应流量的关系为： ,,,,m l t m u t Q Q Q τ+=?Δ (9.1.1.1)
第五章 河道洪水演算及实时洪水预报 河道洪水演算，是以河槽洪水波运动理论为基础，由河段上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位、流量过程。本文着重介绍马斯京根洪水演算方法以及简化的水力学方法。 5.1 马斯京根演算法 马斯京根演算法是美国麦卡锡(G . T. McCarthy)于1938年在美国马斯京根河上使用的流量演算方法。经过几十年的应用和发展，已形成了许多不同的应用形式。下面介绍主要的演算形式。 该法将河段水流圣维南方程组中的连续方程简化为水量平衡方程，把动力方程简化为马斯京根法的河槽蓄泄方程，对简化的方程组联解，得到演算方程。 5.1.1 基本原理 该法的基本原理，就是根据入流和起始条件，通过逐时段求解河段的水量平衡方程和槽泄方程，计算出流过程。 在无区间入流情况下，河段某一时段的水量平衡方程为 122121)(21 )(21W W t O O t I I -=?+-?+ (5-1) 式中：1I 、2I 分别为时段初、末的河段入流量；1O 、2O 分别为时段初、末的河段出流量；1W 、2W 分别为时段初、末的河段蓄量。 河段蓄水量与泄流量关系的蓄泄方程，一般可概括为 )(O f W = (5-2) 式中：O 为河段任一流量O 对应的槽蓄量。 根据建立蓄泄方程的方法不同，流量演算法可分为马斯京根法、特征河长发等。马斯京根法就是按照马斯京根蓄泄方程建立的流量演算方法。 5.1.2 马斯京根流量演算方程 马斯京根蓄泄方程可写为 Q K O x xI K W '=-+=])1([ (5-3) 式中：K 为蓄量参数，也是稳定流情况下的河段传播时间；x 称为流量比重因子； Q '为示储流量。 联立求解式(5-2)和(5-3)，得到马斯京根流量演算公式为
岸堤水库雨洪资源解析 使 用 说 明 书 二〇一五年六月一日 作者:文华 :******** :fblwh150@163. 目录 第一章概述 (3 第二章功能简介 (5 第一节功能特点 (5 第二节软件画面 (6 第三节运算功能 (7 第四节气象云图及气象雷达 (13 第三章数学模型 (14 第一节洪水模型 (14
1、瞬时单位线 (14 2、CAMMADIST函数语法 (15 3、CAMMADIST函数应用 (16 4、流域洪水错时叠加 (17 第二节洪水传播 (18 第三节泄量模型 (19 1、闸门出流 (19 2、推求水面线 (21 3、闸门泄量 (22 第四节调洪演算 (22 第五节控运案 (23 第四章扩展性设计 (23 第五章调洪实例 (29 第六章课目攻关概况 (30 第七章使用说明书 (31 第一节洪水预报 (31 第二节调洪演算 (33 第三节其他计算 (33
附件课题研发小组成员....................................................................... 错误!未定义书签。 第一章概述 控制和预见洪水,让洪水变为一种资源,实现科学预见、动态管理、合理利用,是本课题的研究对象。 科学控制洪水,真正能够对洪水运用自如,其首要问题是准确解析、及时预报,掌握洪水动态。但目前实际应用中,对水库防洪兴利控制运用,还仅限于依靠库水位的变化,结合下游河道的承受能力,试探性的调节洪水,这种洪水调整模式,具有较大的盲目性,理论面的支撑相对不足。 当前,各水库防汛主体单位,均制定了相应的《水库控制运用案》。如岸堤水库防洪调度图(图1,但这些案的编制和批复仅表现为粗线条和原则性的界定,是在进行大量假定的基础上进行编制的,应用中的可操作性相对欠缺,在实践中仅具有指导意义。 (图1 洪水调度控制案的编制,偏离实际应用,存在的突出问题,主要表现在以下几个面: 1、假定了降雨的空间分配是均匀的,即整个流域降雨分布是均等的。但实际降雨,特别是流域面积稍大的水库,降雨的空间分布几乎不可能是均等。 2、事先拟定了24小时降雨在1日各时段上的雨量分配。但实际降雨在时段上的分配,是个随机的不确定因素。 3、控制运用案的编制,起调水位为汛中限制水位,但实际降雨前的库水位,却几乎不可能恰巧是汛中限制水位。 4、所有闸门同开度启用,与实际控制运用也不相符。
模糊系统和人工神经网络在洪水预报中的应用 摘要 这篇研究呈现了人工神经网络（人工神经网络）和模糊逻辑（FL）模型对于日常水库入库径流预测的发展。此外，线性回归（LR）模型也被开发为一个传统的洪水预报方法。为了证明人工神经网络和FL模型的适用性和能力，位于伊朗西南部的Dezreservoir水库被作为一个案例研究。结果证明ANNs模型能够提前一天预测水库入库径流，尤其是这种预测模式要比FL模型和LR模型要准确。研究发现人工神经网络模型预测洪水预报提前1天以上精度降低，同等条件下FL模型和LR模型提前4天而得到的结果与从佛罗里达州得到的相应测量值要比较精确。这项研究的一个主要发现是：模糊逻辑模型通常低估了洪水，而其他两种模型预测洪水流量比较好。水位曲线的峰值,对于洪水防害是非常重要的，ANNs模型和LR模型对于短周期(为期一天前)的预测要比较好,对于长时间(如为期3天的洪水流量之前)的预测ANNs模型,LR 模型和FL模型的误差分别在3%、4.5%和26%，事实证明LR和FL模型略优于人工神经网络模型。 关键词:洪水预报;水库流入;模糊逻辑;人工神经网络;洪水;
1 引言 洪水预报是是水库管理系统最重要的任务之一。经济损失的大小取决于对洪水管理认识的重要性，一个高效的洪水警报系统不仅可以减轻洪水泛滥对于经济造成的损害，同时可以大大提高公共安全,。洪水预报无疑是一个具有挑战性的领域,是一个推动时代产生巨大文学性发展的领域((Xiong et al,2001;Gopalcuinar and James, 2002; Chau , 2005; Tayfur and Singh， 2006);特别是降雨径流关系已被公认为是非线性的。虽然概念模型允许深刻理解其水文过程,但是在分水岭的研究中它的校准需要收集大量的物理属性 (例如,地形特征和河流网络、降雨和径流)，可能是昂贵的和非常耗时。由于先进的物理模型需求庞大的数据和相关模型的校准很长的计算时间，所以先进的物理模型进行实时预测可能不是很理想。由于洪水预警系统的目的不是提供一个明确认识的降雨径流过程中，主要关注的是在适当的地点做出准确和及时的预测，一个简单的黑盒模型，然后识别输入和输出之间的直接映射的首选（Corani 和Guariso，2004年）。此外，固有的输入和输出变量之间的非线性关系复杂流预测事件的尝试。因此，有必要改进预报技术。 近年来，许多非线性的分析方法，如人工神经网络，模糊逻辑，遗传算法的方法已被用于在解决洪水预报问题。在过去的几十年里，人工神经网络（ANN）已越来越多地应用于水文预报（迈尔和Dandy，2000年），此外，他们的计算仿真和预测的速度非常适用在系统实时操作.Dawson和Wilby（1998）讨论应用人工神经网络在洪水易发小流域在英国，使用每小时水文数据流预测。 Liong（2000）在孟加拉国的河流水位预测的人工神经网络实现，以获得较高的准确度。Ni and Xue（2003）建立了一个人工神经网络模型基于径向基函数（RBF）在安全圩田，中国长江洪水风险等级。Bhattacharya和Solomatine（2005年）建人工神经网络的和MS模型树与水位 - 流量关系模型在印度河上的巴吉拉蒂。艾哈迈德·西蒙诺维奇（2005年）在休闲气象参数的基础上，在加拿大马尼托巴省应用人工神经网络预测人流高峰，红河径流历的时间和形状。Canada. Chau（2006）采用了粒子群优化模型训练的人工神经网络模型来预测在香港城门河的上游水文站的水位。Tareghian和Kashefipour（2006）开发了一个人工神经网络模型预测Karoon河在伊朗、Dawson等的日径流。 Dawson （2006）利用人工神经网络预测T-年一遇洪水事件和索引洪水在英国各地的850集水区。Wu and Chau（2006）采用一种基于遗传算
用中国洪水预报系统率定丰良河洪水参数 摘要：利用水利部“948”项目“交互式洪水预报系统”（也称“中国洪水预报系统”）平台，使用三水源新安江模型，对丰良河的棠荆水文站小流域洪水进行参数率定，并对率定结果进行分析，确定适合该小流域洪水特征的参数，增加模型洪水计算的拟合度。得到较好的洪水预报方案。 关键词：小流域，中国洪水预报系统，丰良河，棠荆，参数 引言 应用新安江三水源模型对洪水预报方案进行参数率定，是目前使用较多的一种洪水预报方案制作方法。但对小流域的洪水预报方案往往结果不太理想。主要原因是小流域洪水特征是陡涨陡落，汇流时间快，预见期短，而且一般小流域水文站点稀少，雨量站点也相对不足，从而导致小流域的洪水预报能力相对薄弱。笔者使用“948”项目的“中国洪水预报系统”软件，率定丰良河棠荆站的洪水预报方案，并对率定的参数进行分析、修改和评价。 丰良河是韩江一级支流，发源于兴宁市铁牛牯，于青溪流入丰顺境内，于黄金望楼汇白溪，于高园汇龙溪，流经广洋，在站口汇入韩江。流域集水面积899km2，河长75km，平均坡降0.286％。流域内的白溪和龙溪两条支流的集水面积超过100km2，流域内水力资源丰富，理论蕴藏量4.96万kw。在下游广洋、站口河段两岸，土地低洼、加上受韩江顶托影响，常遭洪涝灾害威胁。建国后经裁弯取顺，在黄金万亩洪泛区兴建了防洪治涝工程，大大改善了农业生产和人们生活条件。 棠荆站地处丰良河中段，位于丰顺县丰良镇，东经116°12′48″，北纬23°58′18″（该站位置见图1）。集水面积267km2，河流全长75km，源头至棠荆站测验断面长33km。是韩江中下游产汇流分析研究的代表站，用于研究粤东莲花山以南高山降水和丰良河各水文要素的特征关系，为二类精度水文站。 图1 棠荆站在流域中的位置示意图 丰良河源头至棠荆站测验断面的汇流时间约4小时，棠荆站至丰良河出口传播时间约6
我国中小河流洪水预报的难点与解决方案探讨 欧阳如琳 （北京金水信息技术发展有限公司，北京,100053） 摘要: 从时空分布、成因、过程、后果等方面分析了我国中小河流洪水的特点，归纳了我国中小河流洪水预报有别于大江大河的洪水预报的难点，提出了基于分布式水文模型解决我国中小河流洪水预报问题的方案，探讨了在中小河流建立分布式水文模型的过程、建模方式以及模型的结构和参数，重点讨论了基于模块化的分布式水文模型在中小河流洪水预报系统开发中的可行性与必要性。 关键词: 中小河流洪水预报分布式水文模型模块化 1引言 我国幅员辽阔，各地地形、水文、气象条件差异较大，关于大、中、小河流的定义，至今尚没有明确的规定。考虑到国务院批复的《全国山洪灾害防治规划》中山洪治理主要针对200km2以下的小流域，而《江河流域规划编制规范》（SL201-97）使用范围为流域面积大于3000 km2的河流，从这一意义上讲，可以认为流域面积小于3000 km2的河流为中小河流。我国中小河流众多，流域面积为100~1000 km2的河流有5万多条，覆盖了85%的城镇及广大农村地区。由于我国中小河流防洪标准普遍偏低，洪灾损失极为严重。据统计，一般年份中
小河流的水灾损失占全国水灾总损失的70%~80%，近十年水灾造成的人员死亡中有2/3以上发生在中小河流[1]。 长期以来，中小流域洪水预报一直是我国防洪减灾工作中的难点。相比我国大江大河的防洪体系，当前我国中小河流的防洪建设仍然是一个薄弱环节，许多中小河流防洪标准仅3~5年一遇，有的甚至没有设防，多数中小河流仍处于“大雨大灾、小雨小灾”的局面。特别是近年来全球气候变暖，极端天气事件增多，局地强降水造成中小流域突发性洪水频繁发生，加之人类活动对中小流域的开发进一步助长了山洪灾害的威胁。因此，开展我国中小河流洪水分布特征、形成机理、演进规律及预报调控研究，建立我国中小河流洪水预报体系，是确保我国社会经济可持续发展、保障国家公共安全和人民生命安全的重大需求，同时也是我国水文情报事业科技现化代发展的迫切要求。2011年，全国中小河流水文监测系统建设项目全面实施，计划到2013年，实现有防洪任务的5186条重点中小河流发生洪水时能及时预警[2]，因此，我国中小河流的洪水预报工作任务艰巨，面临巨大的挑战。 2中小河流洪水特点及预报难点 2.1中小河流洪水的特点 与大江大河的洪水相比，我国中小河流的洪水在时空分布、成因、形成过程等方面有着显著的不同，归纳起来具有以下几个方面的特
一、洪水预报系统边界 防汛抗旱综合数据库 实时雨水情信息历史特征值信息水利工程特征参数 防洪调度系统水利工程调度成果主要河段调度成果 洪水预报系统软件平台洪水预报成果 数据汇集平台 预报成果共享 洪水预报系统边界 预报方案建设 模型方法库建设 天气雷达应用系统区域定量降水估算产品 二、洪水预报系统流程分析 不同工程运用方式模拟 不同调度方案对比 不同降雨模式预报模拟 预报效益评估 历史暴雨过程预报模拟 数值降雨风险评估 历史洪水对比分析 多成果优选 专家交互修正 抗暴雨能力预测 水资源预测 水位、流量关系转换 实时作业洪水预报 计算土湿等状态变量 整理提取历史数据 等时段化、归档 纠错、缺测插补 预报数据处理综合计算分析 洪水模拟 预测预报计算 防洪调度、会商、决策 要素计算 洪水预报业务流程图 三、预报方案编制业务流程 预报方案编制从业务内容上分为预报模型选择、预报方案编制和方案参数率定三个阶段，这三个阶段涵盖了预报方案的全部业务工作内容。预报方案构建子系统业务流程：
否是 否是 模型选择参数率定 方案定制 基础资料整理 暴 雨 洪 水 特 点 分 析 预 报 模 型 选 择 是 否 适 用 ？ 模 型 软 件 开 发 预 报 方 案 定 义 预 报 方 案 属 性 设 置 历 史 资 料 收 集 入 库 历 史 资 料 分 析 处 理 预 报 模 型 选 择 是 否 最 优 ？ 保 存 最 优 参 数 预报方案编制业务流程图 预报模型选择阶段的工作内容主要包括基础资料收集整理、暴雨洪水特点分 析、预报模型选择（模型适应性分析）、模型软件开发和预报方案定制等。 预报方案编制阶段的工作内容主要包括方案定义（预报方案的类型、输入、所使用的模型、预报方案的输出等）和方案属性设置（预报站码、时间步长、预热期、预见期等）。 方案参数率定阶段的工作内容主要包括历史资料收集入库、历史资料分析处理、模型参数率定等。模型参数率定的方法分为人工试算和自动优选两种。在实际操作过程中两者需结合使用。 四、预报模型和方法选择 短期洪水预报有三种基本类型，一是河段洪水预报，二是流域降雨径流预报，三是以上两者的集合。 河段洪水预报：根据河段上断面的水位或流量，推求下断面的水位或流量。 降雨径流预报：根据流域上一场降雨，推求流域出口断面流量过程线，称为流域降水径流预报。
中小流域洪水预报预警体系分析 发表时间：2016-03-25T10:25:24.277Z 来源：《基层建设》2015年20期供稿作者：黎光明 [导读] 四川省内江水文水资源勘测局四川省内江市 641000 旨在利用先进的科学技术手段，加强洪水的预防，从而最大限度减少自然灾害所造成的损失，有利于当地的可持续发展。 黎光明 四川省内江水文水资源勘测局四川省内江市 641000 摘要：洪涝灾害一直是困扰中小河流域地区居民的自然灾害，一旦洪涝灾害发生，会造成当地经济的大量损失，制约当地的可持续发展，对人们的生产和生活也带来极为不利影响。中小流域洪水本身具有历时较短、难预防、难控制等特点，因此，加强洪水的预报预警就显得尤为重要。中小流域洪水预报预警体系能够为洪水预警提供有力的技术支持，从而减少洪水带来的灾害，有利于当地的可持续发展。本文对中小流域洪水预报预警体系进行浅要的分析，希望能为同行提供一点参考。 关键词：中小流域；洪水；预报预警；体系；分析 近年来，随着我国经济的发展，生态环境破坏现象越来越严重。中小流域地区本身受当地气候条件的影响降水频繁，加上人为因素对环境产生的破坏，使当地强降雨现象频频发生，为切实做好中小河流突发性洪水的预报预警工作，加快建设中小河流预报预警体系十分必要。本文以此为目的，对中小流域洪水预报预警体系进行了分析，旨在利用先进的科学技术手段，加强洪水的预防，从而最大限度减少自然灾害所造成的损失，有利于当地的可持续发展。 一、中小流域洪水预报预警模型研究 1.中小流域防洪概述 我国是洪涝灾害发生较为频繁的国家，因而加强水利工程建设、防洪抗灾一一直是国家的重中之重[1]。近年来，对于大江大河治理方面我国已经有了显著成效，然而，中小流域洪水的治理一直没有受到足够的重视，给中小流域防洪带来十分不利影响。概括来说，中小流域地区防洪建设方面主要存在以下几个方面的问题：第一，防洪工程设施建设不足，防洪能力较差。与大流域洪水不同，中小流域地区洪水具有一定的突发性，洪水周期也较短，因而更难预测和控制。第二，居民防洪意识不强，生产建设活动随意侵占河道行洪空间，使河道行洪能力降低。第三，在中小流域整治方面财政资金投入不足，治理水平较低。 2.中小流域洪水预报模型研究 中小流域洪水预报是一项较为复杂的过程，受当地降雨、蒸发量、植被覆盖率等诸多因素的影响，涉及到较多的参数，因而在实际进行洪水预报时，应采用科学的方式方法，以减少数据误差[2]。中小流域洪水本身受重视程度不高，因而很多中小流域缺乏具有代表性的长系列水文数据，针对上述情况，采用区域化方法能够有效进行中小流域水文预报。区域化方法主要是指，利用与目标流域流域特性相似的参考流域水文资料，进行有关的流域洪水产汇流参数计算，并将这些参数移植到目标流域，结合目标流域的降雨等水情监测资料进行洪水的预测预报。降雨量作为水文模型的重要输入值，是洪水预报过程中需要掌握的重要信息。通常来说，应用算数平均法、泰森多边形法及等雨量线法等方法能够对平均降雨量进行测算，从而为洪水预报提供数据依据。 3.中小流域洪水预警模型研究 中小流域预警模型主要包括预警指标、预警淹没范围及预警发布方式。通过加强对预警模型的研究，能够对中小流域洪水信息有效掌握，从而及时进行预警，保障洪灾防治工作顺利开展进行。洪水预警指标主要包括水位、降水量及洪水流量等，通过对上述指标的观测，将实测数据和预警指标相比较，这样就能大体判断出洪水是否将要发生。临界雨量值法是洪水预警中常用的方法，通常来说，降雨量小于临界值我们就可以判断不会产生洪灾，而降雨量大于临界值我们就认为洪水即将来临，应做好相应防范措施。除预警指标外，预警模型还能包括预警淹没范围和预警发布方式。通常来说，可以应用水力学、水文学等方法对洪水淹没范围进行判断。预警信息一旦确定，还应采取科学的方式方法进行发布，从而让当地群众引起注意，发挥洪水预警应有的作用。预警内容应该要力求全面化和具体化，包括洪水预报信息、实时监测信息、水位、降雨量等指标。一旦确定洪水即将来临，应通过电视、广播、电话、网络等途径进行发布，如果遇到紧急情况还可以通过警报器及信号弹的方法进行预警。只有预警系统保持稳定运行，才能使预警信息能够顺利发布，有利于洪灾的防治顺利进行。 二、中小流域洪水预报预警系统设计 1.系统设计总目标 中小流域洪水预报预警系统主要是指利用GIS技术进行可视化开发的系统，该系统基于具有高分辨率的人口分布图、遥感影像及村镇、工厂等各种区位分布图，通过获取降雨等水情相关的数据，实现对洪水的预报预警，中小流域洪水预报预警的技术路线图如下图1所示。
招标需求 一、采购项目：舟山小流域洪水预报系统采购项目 1．本项目建设内容为舟山小流域洪水预报系统采购项目。 2．中标人应与采购方就此项目签订合同。 3．采购方有权在签订合同时对产品数量和工程量作适当增加或减少，相应总费用随单价调整。 二、技术要求： 1 建设范围 “十三五”时期是舟山高水平全面建成小康社会、实现新区跨越式发展的决胜阶段，也是水利稳步迈向现代化进程的攻坚期。市域内绝大部分城镇、人口、产业等要素集聚在沿海平原、地势低平区域，背山面海，上承山洪倾泄、下受潮汐顶托，排涝条件先天不足，易受台风暴雨侵袭，“台风涝水”灾害较为突出。 为提前掌握实时水雨情信息和未来洪水情况，本次对白泉流域、临城流域、勾山河流域、石牛江河流域共4条流域补充建设水雨情采集系统和洪水预报预警系统，实现上述4条流域水雨情动态监测和重要断面水位自动预报，为洪水分析提供重要的技术支持，从而减少山洪灾害损失，尽可能最大限度保障人民生命财产安全。 2 建设依据 1《关于全面推进水利工程标准化管理的意见》 2《浙江省水利工程标准化管理信息化建设总体建设方案》 3《浙江省水利信息化建设“十三五”规划》 4 《水文情报预报规范》（SL250-2000） 5 《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003） 3 建设内容 本次建设主要内容分为水雨情信息采集系统、视频监控系统、洪水预报预警系统建设三大部分。 3.1 水雨情信息采集系统建设 1 站点布设 本次在白泉流域、临城流域、勾山河流域和石牛江流域4个流域内各建设1处自动水位雨量采集站。具体位置如下表1。 表1 水位雨量采集站
2 功能与实现 水雨情采集系统主要用来采集水位、雨量数据，通过终端机处理后经GPRS网络将实时水位数据发送至调度指挥中心，保存到调度中心数据库中，供应用软件系统调用。 系统主要功能有： 1）自动监测：定时自动采集传感器实时数据（采集周期可调）； 2）定时发送：每小时向上级发送一次数据（发送周期可调）； 3）远程下载：在通信故障恢复，可根据中心要求，远程下载；补发信息。 3 系统组成 水雨情采集系统由水位传感器、雨量传感器、终端机、通讯设备、供电设备组成。 水位自动监测站以遥测终端为核心，配置水位传感器、通信终端、电源系统，通信数据传输采用GPRS为主和GSM两种方式，实现水位信息的自动采集和自动传输。水位自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。 自动监测站采用自报式、查询—应答式相结合的遥测方式和定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制。自动监测站发送水雨情信息到调度中心云平台实现水雨情信息互联互通，水位信息采集应在1分钟内完成。 （1）雷达水位计 雷达水位计是一种采用微波技术的物位探测仪器，主要适用于探测江河、湖泊、潮汐等自然水域的水位，也可以用于大中小型水库、蓄水池、污水池（渠）等露天水渠的水位探测，该产品作为一种探测终端，可有效的辅助监控水位的变化状态，为监控单位提供准确的水位信息。 产品采用脉冲雷达探测方式，可全天候稳定工作，探测结果准确可靠，非接触式的探测方式使之应用领域更为广泛，甚至可用于有污染物或沉淀物的复杂水环境。 （2）雨量传感器 本项目采用的雨量传感器型号为翻斗式雨量计。此仪器为降水量测量一次仪表，其性能应符合国家标准GB/T11832-2002《翻斗式雨量计》要求。雨量传感器由承雨器部件和计量部件等组成，采用0.5mm翻斗式。 （3）终端机 遥测终端机是遥测站的核心设备，终端机使用GPRS信道作为主信道，同时支持有线
新短期洪水预报方法的探讨 洪水预报是一个世界性难题，有很多的新方法在探讨，笔者从事水文洪水预报工作二十多年，积累了一定的理论依据和实践经验，根据洪水波传递原理采用波形移植，并加入区间来水补充的形式是一种较好的方法，并在实际工作中加以应用，得到了应正。 标签：新短期洪水洪水波波形预报方法 在天然河道中，当区间入流较小时，河道洪水在向下游的传递过程中，可忽略不计区间来水的影响，洪水波会向下游按图示传递。 当断面稳定时，通过断面的洪水会以一个固定的水位过程表现出来，形式如右图。 在断面水位过程的表现中，会出现起涨点A1，洪峰点B1，而断面流量的计算形式是Q=A·V式中Q代表流量，A代表断面面积，V代表断面平均流速。 洪峰点和起涨点的差值会形成涨差H1，通过上、下游两个站的断面实测水位资料，可以计算出上、下游的两个站的实际涨差H上、H下，在一次完整的洪水过程中，上、下游的涨差是不一致的，下游涨差大于上游涨差，这就是区间来水的加入造成的。 根据以上原理摘录漫水湾，德昌（二）站1998年特大洪水做比较： 从表中的涨差、差值可看出均为负值，这就证明是洪水波的传递造成的。两个断面的涨差的差值就是区间来水的加入。 如图所示： 根据不同水位级的涨差，差值的量在下游站，水位流量关系图上就可以查得相应的流量，这个流量就是区间汇流量。而汇流历时是将降雨量和水位过程线、点绘在同一时间的坐标图纸上。雨量柱形的最大点与洪峰点的时间差，就是汇流历时。如右图所示。 用传统的方法作预报方案，同样用1998年漫水湾、德昌（二）站资料、如图： 方案效果良好、确实可靠且经实际作业预报检验，可行、可靠。而用水位的涨差法，同样可靠且更为简单方便。在水情值班中，都会随值班同时点绘雨量、水位过程线，就能掌握各时段的水位涨差。一旦需要做预报时，能够做到方便快捷。
附件2 论文中英文摘要 作者姓名：吴志勇 论文题目：定量降雨与实时洪水预报研究 作者简介：吴志勇，男，1979年01月出生，2003年09月师从于河海大学陆桂华教授，于2008年06月获博士学位。 中文摘要 基于实测降雨的传统洪水预报方法，预见期较短，难以完全满足防汛调度、洪水资源化应用等洪水管理的要求。预见期短已成为水文预报发挥更大效益的主要障碍。从研究与实践均表明，预见期的延长必须依赖有足够精度的定量降雨预报。本文以增长洪水预报预见期为主要目标，重点研究了引入降雨预见期的实时洪水预报技术，突出数值天气预报模式、陆面过程模型以及基于网格的流域汇流模型和实时洪水预报系统等方面问题的解决。 较长预见期的降雨预报必须基于全球数值天气预报模式。目前全球数值天气预报模式模拟范围覆盖全球，由于计算条件的限制，模式的网格往往较大，水平网格为25~100 km。相对于数值天气预报模式，流域洪水预报要求较小尺度下进行，如分布式水文模型采用的网格为0.01~1 km。因此，将大气数值模式和水文模型耦合进行洪水预报时，需解决它们之间的尺度问题。本文采用MC2模式（Mesoscale Compressible Community Model）作为动力尺度降解工具，进行了具有预见期长达96 h，空间分辨率达20 km和5 km的降雨预报研究。分析了预报区域范围大小、时空分辨率和物理过程参数化方案等关键要素的确定和协调问题，提出了考虑水汽源地影响的区域数值天气预报模式构建方法，建立了MC2多层自嵌套方案。选取了淮河流域1998年、2003年以及2005~2007年汛期资料对降雨预报进行了后预报和实时预报检验，结果表明，本文建立的MC2模式对淮河流域暴雨具有很好的预报能力，特别是对梅雨期强降雨预报，无论其雨带分布和结构，还是暴雨中心位置及强度，均能获得较高的预报精度。 陆面是陆气系统的重要组成部分，它控制着地表能量在感热和潜热间的分配，以及地表水分在蒸发和径流之间的分配，对全球和区域天气、气候有重要影响作用。本文引入CLASS （Canadian Land Surface Scheme）模型作为陆面过程模型与MC2模式耦合。原CLASS模型具有很强的模拟能量通量能力，但缺乏模拟重要的壤中流产流的机制。为此，本文提出了对CLASS的产流模块的改进方案。改进方案采用田间持水量阈值来实现壤中流的产生，引入了空间分布函数来表示土壤田间持水量在次网格内的变化。选用了1998和1999年淮河流域能量与水分循环试验（HUBEX）的观测资料，对改进前后的CLASS模型进行了点尺度和流域
中小河流洪水预报系统使用说明书 四川晨光信息自动化工程有限公司 版权所有不得翻印 二零一一年四月
目录 1. 概述 (4) 1.1. 硬件环境 (4) 1.1.1. 服务器 (4) 1.1.2. 工作站 (4) 1.1.3. 通信设备 (5) 1.2. 软件环境 (5) 1.2.1. 服务器 (5) 1.2.2. 工作站 (5) 2. 安装说明 (5) 2.1. 中小河流洪水预报系统安装 (5) 3. 使用说明 (7) 3.1. 运行本软件 (7) 3.2. 主窗口 (9) 3.3. 用户管理 (11) 3.4. 用户登录 (12) 3.5. 退出登录 (13) 3.6. 原始信息 (14) 3.7. 日志查询 (14) 3.8. 数据召测 (14) 3.9. RTU参数操作 (16) 3.10. 系统设置管理 (18) 3.10.1. 本地设置 (20) 3.10.2. 测站基本信息管理 (20) 3.10.3. RTU参数管理 (22) 3.10.4. 报警参数设置 (23) 3.10.5. 水位流量关系 (24) 3.11. 洪水预报参数管理 (27)
3.11.1. 洪水传播时间管理 (27) 3.11.2. 水文预报发布单位编码 (28) 3.12. 洪水预报 (30) 3.12.1. 降水量预报 (30) 3.12.2. 河道水情预报 (31) 3.13. 信息检索查询 (32) 3.13.1. 河道水情信息查询 (32) 3.13.2. 其它要素信息查询 (35) 3.13.3. 畅通率统计 (35) 3.13.4. 人工置数处理 (35) 3.14. 软件信息查询 (35) 3.15. 权限管理 (36) 3.16. 退出系统 (36)
“智慧水利”建设方案介绍 1.智慧水利内涵 “智慧水利”建设是重要的民生工程，也是“智慧城市”的重要组成部分，贯穿于防洪减灾、水资源配置、水环境保护与水管理服务等体系，可概括为“物联感知、互联互通、科学决策、智能管理”。 智慧水利的核心是更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化，具体表现在： ●更全面灵活的水利行业内物与物、物与人、人与人之间的互联互通和相互 感知能力。 ●更高效安全的水利信息处理和资源整合能力。 ●更科学的水利监测、预警、分析、预测和决策能力。 ●更高水平的水利设施远距离控制和智能化执行能力。 ●更协调的水利业务跨部门、多层级、异地点合作能力。 2.总体目标 “智慧水利”的总体建设目标是：依托现代化技术手段，全面建成水利信息基础感知体系，健全保障支撑环境，推动水利综合业务精细化管理，提升科学化决策调度管理水平，最终形成“更透彻的感知、更全面的互联互通、更科学的决策、更高效智能的管理”的智慧水利管理体系，推动“智慧城市”的发展。 .
3.总体框架 4.建设内容 4.1.水利物联感知体系建设 水利物联感知体系是水利综合业务应用的基石，“智慧水利”建设需要在现有信息采集设施基础上，针对采集站点种类，空间密度、时间频度，数据精度等方面进行全面的提升，为水利智慧应用提供基本支撑。同时全面建设闸泵等工程的
远程控制系统，提高工程调度执行的效率，实现工程智能化、精细化调度。 主要监测内容如下： 4.1.1.水文监测体系 包括降雨信息监测、水位信息监测、潮位信息监测、流量信息监测、蒸发监测、土壤墒情监测、地下水监测等 4.1.2.水环境监测体系 主要包括水质信息监测、水土保持监测、排污口监测等 4.1.3.工程运行监控体系 主要包括水库、闸门、泵站远程测控，大坝、堤防、海塘安全监测、取水口监测、视频监控系统等 4.2.基础运行环境建设 4.2.1.云数据中心 云数据中心是智慧水利综合业务信息汇集、存储与管理、交换和服务的中心。数据中心通过有序汇集基础感知信息，形成有用和可用的信息资源，通过提供各类信息服务，深化信息资源的开发利用，实现信息共享、改进工作模式、降低业务成本和提高工作效率的目的。 （1）机房及软硬件设备 建设功能完备、设施先进、符合国家有关标准及规范的现代化中心机房，并配套建设服务器等软硬件设施，保障数据库及应用系统的稳定运行。 （2）水利综合数据库 依托水利行业数据库标准，同时结合区域水利业务特征，构建水利综合业务数据库，实现业务数据的统一存储和管理。 （3）水利信息服务总线 以水利综合数据库为依托，构建水利综合信息服务总线，实现多层次、多方面水利信息的深度交换、汇聚和挖掘，形成水利行业信息枢纽，为智慧化应用提供统一、高效、标准化的数据交换和服务发布平台。 4.2.2.指挥调度中心 指挥调度中心是“智慧水利”综合信息展示、决策指挥调度、视频会商以及日常会议的主要场所。因此需要保证其布局合理、功能健全、配套设施完善，主
中小河流洪水预报系统 洪水预报子系统是中小河流洪水预报预警系统的重要组成部门。该系统要以其它系统提供的各类信息为基础，进行洪水预测、预报和分析计算，快速、准确的为防汛抗旱部门提供调度决策的科学依据。 1 功能 系统以实时雨水情数据库、历史洪水数据库、地理空间数据库、气象数据库等信息资源为基础，依托计算机网络环境，遵循统一的技术架构，具有系统管理、预报模型管理、预报方案管理、模型参数率定、实时交互式预报及自动预报、预报评估等功能。作业预报是整个系统的最主要的组成部分，其中自动预报功能和自动校正技术是中小河流山洪预警预报的必须具备的两个功能，因为中小河流洪水具有来势迅猛，突发性强，成灾快的特点，人工预报一般很难进行有效控制，同时自动校正技术使得自动预报避免计算机的累积误差达到人工交互式作业预报的优点。开发出适用于中小河流的洪水预报子系统，为中小河流的防洪、抗旱、会商提供依据，并且实现已有洪水预报和中小河流洪水预报的整合。 洪水预报子系统主要包括：系统管理、预报模型及预报方案管理、模型参数率定、实时预报及自动预报、模拟计算及历史数据验证等功能。
该系统一般情况下由省级中心和地市级分中心的专业人员操作执行，同时也可采取自动预报的方式执行。 2 框架 在省中心及各地市级中心采取胖客户端的方式建设部署洪水预报子系统。 图11-1 洪水预报子系统部署架构图 洪水预报子系统各项功能之间通过实时水情数据库和预报专用数据库实现数据的交换。预报软件平台洪水预报业务流程如图所示：
图11-2洪水预报子系统作业流程图 3技术实现 图11-3 洪水预报子系统功能示意图 1、定制预报方案，建立模型组合和流程关系等。对于同一预报断面可以有多种预报方案。 以水文站为控制划分预报区域。每个预报断面还可划分为若干个
长江实时洪水预报系统 黄艳 长江水利委员会水文局
摘要长江水利委员会1951年成立以来，长江实时洪水预报系统不断得到发展。系统采 取气象模型（提供定量降雨预报）与水文、水力模型相结合的方法，并结合预报员经验分析，为长江上主要站点提供实时洪水预报。采用的模型包括气象模型MM5，水文模型有新安江模型，API模型，水力模型有马斯京根方法，统计学模型如相关关系法和“大湖演算法”以及MIKE11模型。 本文介绍了长江水利委员会水文局实施的洪水预报系统的框架和概要。简述了使用模型的原理，预报范围与流程，并给出了一些预报结果。文章最后讨论了目前需要给予特别关注的重要问题。 关键字实时洪水预报，长江，定量降雨预报 1 引言 长江洪水历来带来巨大破坏。1877年以来，至少有25次洪水超过了河道泄洪能力。1998年洪水是最近发生的一次大洪水事件。由于流域范围的大洪水会影响了成千上万人民的生命与财产安全，所以，对洪水预报的精度，时效性都提出了非常高的要求。另外，随着社会经济的不断发展，对防洪的要求也在不断提高。同时，由于人类活动的加剧，使得洪水预报变得更为复杂。为了促进流域洪水管理，长江委水文局通过不断努力，逐步建立了一套实时洪水预报系统。 经过几十年的不断发展，目前使用的洪水预报系统是1990年代中期开发的。系统包括1400多个水位雨量测站，其中118个中央报汛站实现自动报汛。系统应用了多个水文水力学模型。本文简要描述了当前业务实时洪水预报系统使用的方法及其使用效果，并讨论了即将面临的挑战。 2 长江实时洪水预报系统 2.1 概述 长江流域位于中国中部，面积108万平方公里，河流干支流全长6300余公里。从青藏高原长江源头至宜昌为上游，集水面积100平方公里，从宜昌至武汉为中游，集水面积68万平方公里，从武汉至河口上海市为下游，集水面积12万平方公里。针对不同区域，目前的洪水预报系统预报方法各不相同，详细见图1。